ES2260689T3 - THERMAL SPRAYING DEVICE. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de pulverización térmica comprendiendo medios (1, 2) para generar una llama y medios (3) para inyectar un polvo en la llama, dichos medios de generación de la llama (1, 2) comprendiendo una pieza extrema (1) fuera de la cual la llama se dirige hacia un sustrato objeto a ser pulverizado, dichos medios de inyección del polvo (3) comprendiendo un elemento de bastidor (6) que se prolonga en la dirección de eyección de la llama desde la pieza extrema (1) y dicho elemento de bastidor rodea por lo menos parcialmente una zona de la llama que se extiende desde la pieza extrema (1) caracterizado porque por lo menos la parte del elemento de bastidor (6) que se prolonga más allá de la pieza extrema (1) en la dirección de eyección de la llama comprende por lo menos un agujero pasante radial (9) para proporcionar refrigeración de aire a la llama para estabilizar el flujo en el área de inyección del polvo.Thermal spray device comprising means (1, 2) for generating a flame and means (3) for injecting a powder into the flame, said means for generating the flame (1, 2) comprising an end piece (1) outside the flame which the flame is directed towards a substrate object to be sprayed, said powder injection means (3) comprising a frame element (6) that extends in the direction of ejection of the flame from the end piece (1) and said frame element at least partially surrounds an area of the flame that extends from the end piece (1) characterized in that at least the part of the frame element (6) that extends beyond the end piece (1) in The flame ejection direction comprises at least one radial through hole (9) to provide air cooling to the flame to stabilize the flow in the dust injection area.
Description
Dispositivo de pulverización térmica.Thermal spray device
La presente invención se refiere a un dispositivo de pulverización térmica, que comprende medios para la generación de una llama y medios para inyectar un polvo en la llama, dichos medios de generación de la llama comprendiendo una pieza extrema fuera de la cual se dirige la llama hacia un sustrato sujeto para ser pulverizado.The present invention relates to a thermal spray device, comprising means for the generation of a flame and means to inject a powder into the flame, said means of generating the flame comprising a extreme piece out of which the flame is directed towards a substrate Subject to be pulverized.
"Dispositivo de pulverización térmica" se refiere a cualquier dispositivo para generar una llama que pueda ser utilizada con el propósito de depositar un recubrimiento de metal o cerámica sobre un sustrato y puede incluir pistolas de pulverización de plasma de diferentes clases, dispositivos de chorro de llama, dispositivos de proyección térmica de alta velocidad (HVOF - High Velocity Oxygen Fuel), etcétera."Thermal spray device" is refers to any device to generate a flame that can be used for the purpose of depositing a coating of metal or ceramic on a substrate and may include guns plasma spraying of different kinds, jet devices Flame, high speed thermal projection devices (HVOF - High Velocity Oxygen Fuel), etc.
El campo técnico de la invención es particularmente aquél de la aplicación de recubrimientos, tales como recubrimientos de barrera térmica de metal o cerámica, sobre sustratos, en particular sobre sustratos tales como elementos constructivos en construcciones aeroespaciales, en particular piezas de motor de las mismas. Sin embargo, la invención no está limitada a tales aplicaciones sino que puede encontrar una serie de aplicaciones fuera de este campo relativamente estrecho.The technical field of the invention is particularly that of the application of coatings, such as thermal or metal barrier coatings, on substrates, in particular on substrates such as elements construction in aerospace constructions, in particular parts of motor of the same. However, the invention is not limited. to such applications but you can find a number of applications outside this relatively narrow field.
Los dispositivos la técnica anterior para la
pulverización por plasma de un polvo sobre un sustrato comprenden
medios de generación de chorro de plasma y uno o más puertos de
inyección del polvo a través de los cuales el polvo se inyecta en el
chorro de
plasma.The prior art devices for the plasma spraying of a powder onto a substrate comprise plasma jet generating means and one or more powder injection ports through which the powder is injected into the jet of
plasma.
Una pistola de chorro de plasma de este tipo convencional, por ejemplo la pistola ampliamente utilizada F4 Sulzer Metco, comprende una pieza extrema a través de la cual el chorro de plasma se dirige fuera de la pistola y hacia el sustrato que se va a recubrir. Un reborde o pomo provisto con una boquilla para la inyección de un polvo hacia y dentro del chorro de plasma está unido a la pieza extrema.A plasma jet gun of this type conventional, for example the widely used gun F4 Sulzer Metco, comprises an extreme piece through which the plasma jet is directed out of the gun and into the substrate It is going to be coated. A flange or knob provided with a nozzle for the injection of a powder into and into the plasma jet It is attached to the extreme piece.
Durante el funcionamiento, cuando el polvo es inyectado en el chorro de plasma, fundido y depositado sobre un sustrato, se generan modelos de flujo característicos cuando el polvo alcanza el chorro. A menudo, durante las condiciones de funcionamiento normal, un remolino de polvo puede volver a la boquilla, resultando en la obstrucción de la misma. Partículas mayores de polvo agregado en la boquilla o en la pieza extrema, tarde o temprano se soltarán y serán eyectadas en el chorro, causando de ese modo perturbaciones en el proceso de pulverización, dando como resultado la generación de vejigas y grumos en el recubrimiento.During operation, when the dust is injected into the plasma jet, molten and deposited on a substrate, characteristic flow models are generated when the dust reaches the jet. Often during the conditions of normal operation, a swirl of dust can return to the nozzle, resulting in clogging it. Particles greater dust added to the nozzle or the end piece, sooner or later they will be released and ejected into the jet, thereby causing disturbances in the spraying process, resulting in the generation of bladders and lumps in the covering.
El documento US 5,406,046 describe un aparato pulverizador de plasma provisto de medios de generación de llama y puertos de inyección del polvo. Los puertos de inyección del polvo están provistos radialmente a través de agujeros en un bastidor que se prolonga desde dichos medios de generación de la llama. La boquilla está refrigerada por medio de una camisa de agua que rodea al área de salida.US 5,406,046 describes an apparatus plasma sprayer equipped with flame generating means and dust injection ports. The dust injection ports are provided radially through holes in a rack that extends from said means of flame generation. The nozzle is cooled by means of a surrounding water jacket to the exit area.
El documento US 5,854,470 muestra una antorcha de arco de plasma, en la cual aire de control es descargado paralelo a la llama desde boquillas dispuestas en un bastidor que se prolonga desde los medios de generación de la llama. Las boquillas de aire se utilizan para conformar y estabilizar la llama.US 5,854,470 shows a torch plasma arc, in which control air is discharged parallel to the flame from nozzles arranged in a frame that prolongs from the means of flame generation. Nozzles Air are used to shape and stabilize the flame.
Es un objeto de la presente invención presentar un dispositivo de pulverización térmica con una producción de polvo mejorada, esto es un rendimiento mejorado, en comparación con dispositivos comparables de acuerdo con la técnica anterior. En otras palabras, el dispositivo de acuerdo con la invención debe garantizar un resultado igual o mejor que los dispositivos de la técnica anterior con menos consumo de polvo.It is an object of the present invention to present a thermal spray device with a dust production improved, this is improved performance, compared to comparable devices according to the prior art. In in other words, the device according to the invention must guarantee an equal or better result than the devices of the prior art with less dust consumption.
Es también un objeto de la invención presentar un dispositivo de pulverización térmica para el cual se reduzca o incluso se elimine la tendencia a producir remolinos de polvo poco favorables con el resultado de la obstrucción de las boquillas.It is also an object of the invention to present a thermal spray device for which it is reduced or even the tendency to produce little dust swirls is eliminated favorable with the result of the clogging of the nozzles.
Es un objeto adicional de la invención obtener una velocidad de pulverización mejorada, es decir, un tiempo de pulverización reducido para una cantidad dada de polvo utilizado, con una calidad mantenida satisfactoria del recubrimiento aplicado.It is a further object of the invention to obtain an improved spray rate, that is, a time of reduced spray for a given amount of powder used, with a satisfactory maintained coating quality applied.
El objeto de la invención se consigue por medio del dispositivo de pulverización térmica inicialmente definido, el cual está caracterizado porque los medios de inyección del polvo comprenden un elemento de bastidor que se prolonga en la dirección de eyección de la llama desde la pieza extrema y porque el elemento de bastidor rodea por lo menos parcialmente una zona de la llama que se extiende desde la pieza extrema. Por lo menos 1/4, esto es 90º, de la circunferencia alrededor de la zona de la llama está rodeada por la parte del bastidor.The object of the invention is achieved by means of of the initially defined thermal spray device, the which is characterized in that the powder injection means they comprise a frame element that extends in the direction of ejection of the flame from the extreme piece and because the element frame surrounds at least partially an area of the flame that extends from the extreme piece. At least 1/4, this is 90º, of the circumference around the area of the flame is surrounded by the part of the frame.
Gracias a los alrededores, por lo menos la forma parcialmente anular del elemento de bastidor, se obtiene un modelo de flujo mejorado, lo que resulta en una tendencia remarcablemente reducida a los remolinos. Normalmente, la forma y las medidas de la periferia interior de la pieza del elemento de bastidor que se prolonga en la dirección de la llama corresponden a aquellas de la pieza extrema de los medios de generación de la llama. Las boquillas, o los puertos de polvo están localizados en la pieza que se prolonga del elemento de bastidor, dirigiendo de ese modo los chorros de potencia desde la periferia interior del elemento de bastidor en una dirección radial hacia la llama central, perpendicularmente a la dirección de la longitud de la llama o bien oblicuamente, parcialmente en la dirección de la longitud de la llama.Thanks to the surroundings, at least the way partially annular of the frame element, a model is obtained of improved flow, resulting in a remarkably trend reduced to eddies. Normally, the shape and measurements of the inner periphery of the part of the frame element that is prolongs in the direction of the flame correspond to those of the extreme piece of flame generation means. The nozzles, or dust ports are located on the part that extends from the frame element, thereby directing the power jets from the inner periphery of the element of frame in a radial direction towards the central flame, perpendicular to the direction of the flame length or obliquely, partially in the direction of the length of the call.
De acuerdo con una realización preferida el elemento de bastidor cubre por lo menos 180º, preferiblemente por lo menos 270º, o, más preferiblemente, 360º de una circunferencia alrededor de una zona de la llama que se extiende desde la pieza extrema.According to a preferred embodiment the frame element covers at least 180º, preferably by at least 270º, or, more preferably, 360º of a circle around an area of the flame that extends from the piece extreme
Preferiblemente, el elemento de bastidor define
un elemento en forma de anillo y está diseñado como un anillo
continuo con una periferia interior continua que se extiende y cubre
360º. Se comprenderá sin embargo que, como alternativa, puede estar
constituido por dos o más piezas de anillos separadas, definiendo
cada una de ellas un sector del elemento de bastidor. Las piezas de
anillos separadas no necesitan formar un elemento de bastidor que
tenga una periferia interior continua, sino que también pueden
definir un anillo discontinuo, un anillo partido, extendiéndose de
ese modo sobre por lo menos 180º, preferiblemente por lo menos 270º
en la dirección de la periferia del mismo. Una o más de las
boquillas o de los puertos de polvo pueden estar dispuestas entre
piezas de anillo individuales de este tipo o segmentos de
anillo.Preferably, the frame element defines a ring-shaped element and is designed as a continuous ring with a continuous inner periphery that extends and covers 360 °. It will be understood, however, that, alternatively, it may consist of two or more separate ring pieces, each defining a sector of the frame element. Separate ring pieces do not need to form a frame element having a continuous inner periphery, but can also define a discontinuous ring, a split ring, thereby extending over at least 180 °, preferably at least 270 ° in the direction from the periphery of it. One or more of the nozzles or dust ports may be arranged between individual ring pieces of this type or segments of
ring.
Preferiblemente, el elemento de bastidor tiene una periferia interior, la sección transversal de la cual corresponde a la geometría de la sección transversal de la periferia interior de la pieza extrema. La sección transversal puede presentar una simetría giratoria.Preferably, the frame element has an inner periphery, the cross section of which corresponds to the geometry of the cross section of the inner periphery of the end piece. Cross section It can present a rotating symmetry.
De acuerdo con la invención la pieza del elemento de bastidor que se prolonga más allá de la pieza extrema en la dirección de la eyección de la llama comprende por lo menos un agujero radial pasante. Tales agujeros proporcionan refrigeración a la llama para estabilizar el flujo del área de inyección de polvo. Además de los orificios definidos por los agujeros en la periferia interior del elemento de bastidor y las posibles boquillas de inyección de polvo, la superficie periférica interior de la pieza que se prolonga desde la misma es generalmente uniforme, sin presentar prolongaciones o similares que puedan alterar negativamente el modelo de flujo de la llama y el polvo inyectado.According to the invention the part of the frame element that extends beyond the end piece in the direction of the ejection of the flame comprises at least one radial through hole. Such holes provide cooling to the flame to stabilize the flow of the dust injection area. In addition to the holes defined by the holes in the periphery inside the frame element and the possible nozzles of powder injection, the inner peripheral surface of the piece that extends from it is generally uniform, without present extensions or the like that may alter negatively the flow pattern of flame and dust injected.
Preferiblemente el elemento de bastidor comprende una pluralidad de agujeros pasantes radiales, normalmente por lo menos 6, preferiblemente más de 10, agujeros pasantes radiales. Los agujeros deben estar uniformemente distribuidos alrededor de la periferia del elemento de bastidor. Por lo tanto, se pueden conseguir condiciones de flujo uniforme todo alrededor de la llama o chorro central.Preferably the frame element it comprises a plurality of radial through holes, normally at least 6, preferably more than 10, through holes Radial The holes must be evenly distributed around the periphery of the frame element. Therefore, it they can achieve uniform flow conditions all around the central flame or jet.
De acuerdo con una realización, la pieza extrema tiene una anchura interior o diámetro interior d y el elemento de bastidor se prolonga una distancia p. La relación entre d y p es: 0,5d < p < 2d. Ésta ha probado ser una relación preferida por lo menos para piezas extremas con un diámetro interior de 6 u 8 mm y probablemente es la preferida también para la mayor parte de los diámetros utilizados en la práctica.According to one embodiment, the extreme piece has an inner width or inner diameter d and the element of frame extends a distance p. The relationship between d and p is: 0.5d <p <2d. This has proven to be a preferred relationship by at least for extreme parts with an inner diameter of 6 or 8 mm and it is probably also preferred for most of the diameters used in practice.
Cuando la pieza extrema tiene una anchura interior o un diámetro interior d y la pieza que se prolonga del elemento de bastidor tiene la correspondiente anchura interior o diámetro D, D es igual o mayor que d y preferiblemente D < 1,2d. Esta relación ha demostrado ser adecuada por lo menos para piezas extremas con un diámetro interior d de 6 u 8 mm.When the extreme piece has a width inside or an inside diameter d and the piece that extends from frame element has the corresponding interior width or diameter D, D is equal to or greater than d and preferably D <1.2d. This relationship has proven to be suitable for at least parts. ends with an inner diameter d of 6 or 8 mm.
De acuerdo con una realización adicionalmente preferida de la invención dos o más puertos de inyección de polvo para dirigir un polvo hacia la llama están distribuidos alrededor de la periferia interior del elemento de bastidor. De ese modo se consigue una distribución del polvo mejorada y más uniforme en el interior del chorro de plasma. Puesto que el polvo inyectado se distribuye a través de una serie de boquillas, una cantidad mayor de polvo por unidad de tiempo puede ser inyectada dentro del plasma sin el mismo problema de la inestabilidad que ocurriría si sólo se utilizará una boquilla o puerto.In accordance with an additional embodiment preferred of the invention two or more powder injection ports to direct a powder towards the flame are distributed around the inner periphery of the frame element. That way achieves an improved and more uniform powder distribution in the interior of the plasma jet. Since the injected powder is distributed through a series of nozzles, a greater amount of dust per unit of time can be injected into the plasma without the same instability problem that would occur if only You will use a nozzle or port.
Preferiblemente, los puertos de inyección de polvo están uniformemente distribuidos alrededor de la periferia del elemento de bastidor. De ese modo, se promueve una distribución uniforme del polvo en el plasma. Preferiblemente, el dispositivo comprende o está unido a medios para distribuir el polvo uniformemente entre los inyectores de polvo.Preferably, the injection ports of dust are evenly distributed around the periphery of the frame element. That way, a distribution is promoted Uniform of plasma dust. Preferably, the device comprises or is attached to means for distributing the powder evenly between powder injectors.
De acuerdo con una realización cada puerto de inyección de polvo comprende una boquilla que está insertada en un agujero radial u orificio a través del elemento de bastidor y por lo menos uno o más de los agujeros pasantes están adaptados para acomodar en su interior una boquilla de este tipo. De acuerdo con ello, el elemento de bastidor está equipado con una pluralidad de agujeros pasantes radiales, que se extienden desde el exterior hasta el interior del elemento de bastidor y que permiten que pasen a través de ellos cualquier medio tal como por ejemplo aire. Por lo menos algunos de los agujeros están adaptados para acomodar una boquilla o similar en su interior. Por ejemplo, algunos agujeros pueden estar provistos de una rosca para el acoplamiento con una boquilla, resultando en un dispositivo más versátil.According to one embodiment each port of powder injection comprises a nozzle that is inserted into a radial hole or hole through the frame element and so minus one or more of the through holes are adapted to accommodate inside a nozzle of this type. In accordance with this, the frame element is equipped with a plurality of radial through holes, which extend from the outside to the inside of the frame element and allowing them to pass through them any means such as air. For the minus some of the holes are adapted to accommodate a nozzle or similar inside. For example, some holes they can be provided with a thread for coupling with a nozzle, resulting in a more versatile device.
El elemento de bastidor puede estar fijado de forma que se pueda desmontar a la pieza extrema. Por ejemplo, una pieza del elemento de bastidor puede estar adaptada para ponerla sobre la periferia exterior de la pieza extrema, esa pieza del elemento de bastidor estando provista de tornillos de fijación que penetran en su pared. También se puede utilizar cualquier clase de sujeción o similar a fin de fijar el elemento de bastidor con relación a la pieza extrema.The frame element may be fixed in form that can be disassembled to the extreme piece. For example, a part of the frame element can be adapted to be on the outer periphery of the extreme piece, that piece of frame element being provided with fixing screws that They penetrate your wall. You can also use any kind of clamping or similar in order to fix the frame element with relation to the extreme piece.
De acuerdo con la invención la llama generada por los medios de generación de llama es un chorro de plasma, formado dejando un flujo de gas en una trayectoria anular entre un cátodo y un ánodo. Típicamente, la temperatura de un chorro de este tipo puede alcanzar 15000ºC y el polvo introducido dentro del plasma puede obtener una velocidad de hasta 500 m/s cuando es fundido y acelerado por el chorro del plasma antes de chocar con un sustrato.According to the invention the flame generated by means of flame generation is a plasma jet, formed leaving a gas flow in an annular path between a cathode and an anode. Typically, the temperature of a jet of this type can reach 15000 ° C and the dust introduced into the plasma it can obtain a speed of up to 500 m / s when it is cast and accelerated by the plasma jet before colliding with a substratum.
Características y ventajas adicionales de la presente invención se harán presentes en la siguiente descripción detallada de una realización preferida del dispositivo de la invención.Additional features and advantages of the Present invention will be present in the following description detailed of a preferred embodiment of the device of the invention.
Una realización preferida de la presente invención se describirá ahora con referencia a los dibujos anexos en los cuales:A preferred embodiment of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings in which:
la figura 1 es una vista a mayor escala de una pieza extrema de un dispositivo de pulverización térmica provisto de medios de inyección de polvo de acuerdo con la técnica anterior,Figure 1 is an enlarged view of a end piece of a thermal spray device provided with powder injection means according to the prior art,
la figura 2 es una vista desde el extremo del dispositivo representado en la figura 1,Figure 2 is a view from the end of the device shown in figure 1,
la figura 3 muestra una primera realización del dispositivo de acuerdo con la figura 1, provisto de medios de inyección de polvo que comprenden dos boquillas opuestas dispuestas en un elemento de bastidor formado por dos piezas de anillo separadas,Figure 3 shows a first embodiment of the device according to figure 1, provided with means of powder injection comprising two opposite nozzles arranged in a frame element formed by two ring pieces separated,
la figura 4 es una vista desde el extremo del dispositivo representado en la figura 3,Figure 4 is a view from the end of the device shown in figure 3,
la figura 5 muestra una segunda realización preferida del dispositivo de pulverización térmica de acuerdo con la invención,Figure 5 shows a second embodiment preferred thermal spray device according to the invention,
la figura 6 es una vista desde el extremo del dispositivo representado en la figura 5,Figure 6 is a view from the end of the device shown in figure 5,
la figura 7 es una sección transversal del elemento de bastidor representado en las figuras 5 y 6, yFigure 7 is a cross section of the frame element shown in figures 5 and 6, and
la figura 8 es una sección transversal de un dispositivo de pulverización de plasma atípico de acuerdo con invención.Figure 8 is a cross section of a Atypical plasma spraying device according to invention.
Las figuras 1 y 2 muestran una pieza extrema 1 de un dispositivo de pulverización térmica, más precisamente un dispositivo de pulverización de plasma, de acuerdo con la técnica anterior. El dispositivo comprende medios 2 para generar una llama, aquí un chorro de plasma. Tales medios incluyen un cátodo y un ánodo, como se representa en la figura 8, dispuestos de un modo conocido por sí mismo y que definen una trayectoria anular entre ellos. También comprende medios 3 para inyectar polvo en el chorro de plasma.Figures 1 and 2 show an extreme piece 1 of a thermal spray device, more precisely a plasma spraying device, according to the technique previous. The device comprises means 2 for generating a flame, here a stream of plasma. Such means include a cathode and a anode, as depicted in figure 8, arranged in a manner known for himself and that define an annular path between they. It also comprises means 3 for injecting powder into the jet of plasma.
La pieza extrema 1 comprende un tubo con una sección transversal circular y también puede incluir el ánodo. Los medios de inyección del polvo 3 comprenden un reborde o pomo 4 fijado a una pieza extrema 1. El reborde o pomo 4 comprende un agujero radial penetrado por una boquilla de inyección de polvo 5 que define un puerto para la inyección de polvo hacia la llama.The end piece 1 comprises a tube with a Circular cross section and can also include the anode. The powder injection means 3 comprise a flange or knob 4 fixed to an end piece 1. The flange or knob 4 comprises a radial hole penetrated by a dust injection nozzle 5 which defines a port for the injection of dust into the flame.
La figura 2 indica como sólo una parte pequeña de la llama está realmente aprovechando la ventaja de la inyección desde la boquilla única 5. Debido al pequeño sector angular cubierto por el reborde o pomo 4, se generará un torbellino de retorno de polvo parcialmente fundido, resultando en la acumulación indeseada en la boquilla 5.Figure 2 indicates as only a small part of the flame is really taking advantage of the injection from the single nozzle 5. Due to the small covered angular sector by the flange or knob 4, a return whirlwind of partially molten powder, resulting in unwanted accumulation in the nozzle 5.
Las figuras 3 y 4 muestran una primera realización del dispositivo de pulverización térmica de acuerdo con la invención. Una llama o chorro de plasma es generado por los mismos medios descritos en las figuras 1 y 2. Un elemento de bastidor 6 formado por dos piezas de anillo separadas 7, 8 cubre aproximadamente 180º de una circunferencia alrededor de la llama. En otras palabras, cubre el 50% de la circunferencia que el correspondiente anillo continuo hubiera cubierto. Aquí cada pieza de anillo 7, 8 define un sector que cubre por lo menos 90º de dicha circunferencia.Figures 3 and 4 show a first realization of the thermal spray device according to the invention. A flame or plasma jet is generated by the same means described in figures 1 and 2. An element of frame 6 formed by two separate ring pieces 7, 8 covers approximately 180º of a circle around the flame. In other words, it covers 50% of the circumference that the corresponding continuous ring would have covered. Here every piece of ring 7, 8 defines a sector that covers at least 90º of said circumference.
El elemento de bastidor 6 se proyecta y prolonga la pieza extrema 1 en la dirección longitudinal del mismo, la cual es la misma que la dirección de la llama. Cada pieza de anillo 7, 8 está provista de uno o más agujeros radiales, por lo menos uno de los cuales está penetrado por una boquilla de inyección de polvo 5. Cada boquilla 5 puede estar dispuesta y dirigida como se ha descrito antes para la boquilla de la técnica anterior en las figuras 1 y 2. Gracias a la disposición de doble boquilla y a la presencia del elemento de bastidor 6 se suprime la tendencia a tener remolinos de polvo y se consigue un chorro de plasma estable y mejor utilizado. De acuerdo con ello se consigue una producción de polvo más elevada comparada con la técnica anterior.The frame element 6 projects and extends the end piece 1 in the longitudinal direction thereof, which It is the same as the flame direction. Each piece of ring 7, 8 is provided with one or more radial holes, at least one of which is penetrated by a dust injection nozzle 5. Each nozzle 5 can be arranged and directed as it has been described above for the prior art nozzle in the Figures 1 and 2. Thanks to the double nozzle arrangement and the presence of the frame element 6 the tendency to have dust swirls and you get a stable plasma jet and best used Accordingly, a production of higher powder compared to the prior art.
En las figuras 5-7 se presenta una segunda realización preferida del dispositivo de acuerdo con la invención. El dispositivo comprende medios para la generación de una llama, preferiblemente como se ha descrito antes con respecto a las figuras 1-4. Difiere de la realización representada en las figuras 3 y 4 porque comprende un elemento de bastidor 6 formado por un anillo único continuo.In Figures 5-7 it is presented a second preferred embodiment of the device according to the invention. The device comprises means for generating a flame, preferably as described above with respect to Figures 1-4. Differs from the realization represented in figures 3 and 4 because it comprises an element of frame 6 formed by a single continuous ring.
El anillo 6 está unido de forma que se puede desmontar y se prolonga una distancia p más allá del extremo de la pieza extrema 1 en la dirección del chorro de plasma. La pieza extrema 1 tiene un diámetro interior d, en el que 0,5d < p < 2d y preferiblemente d \cong p.Ring 6 is attached so that it can be disassemble and extend a distance p beyond the end of the extreme piece 1 in the direction of the plasma jet. The piece extreme 1 has an inside diameter d, in which 0.5d <p < 2d and preferably d \ cong p.
El anillo 6 tiene una periferia interior circular con un diámetro D el cual es aproximadamente igual al diámetro interior d de la pieza extrema 1. Más precisamente, como en este caso, el diámetro interior D corresponde al diámetro exterior d de la pieza extrema 1 más el grosor de la pared de la pieza extrema 1.Ring 6 has an inner periphery circular with a diameter D which is approximately equal to inner diameter d of the end piece 1. More precisely, as in this case, the inside diameter D corresponds to the diameter exterior d of the end piece 1 plus the wall thickness of the extreme piece 1.
El elemento de bastidor 6 adicionalmente comprende una pluralidad de agujeros radiales pasantes 9 uniformemente distribuidos alrededor de la periferia de la pieza que se prolonga desde el mismo. Por lo menos algunos de los agujeros 9 están provistos de una rosca para el acoplamiento con una boquilla de inyección de polvo 5 que puede acomodarse en su interior. Alternativamente, un conjunto separado de agujeros, alineados o no alineados con los agujeros 9, puede estar dispuesto para actuar como agujeros para acomodar las boquillas o puertos de polvo.The frame element 6 additionally it comprises a plurality of through radial holes 9 evenly distributed around the periphery of the piece that extends from it. At least some of the holes 9 are provided with a thread for coupling with a 5 dust injection nozzle that can be accommodated in your inside. Alternatively, a separate set of holes, aligned or not aligned with holes 9, may be arranged to act as holes to accommodate the nozzles or ports of powder.
Los agujeros 9 están generalmente alineados unos con otros alrededor de la periferia del anillo 6. Aquellos de los agujeros que no acomodan una boquilla de inyección de polvo 5 contribuyen a la comunicación radial entre los lados interior y exterior del anillo. Normalmente, el exterior comprende aire de la atmósfera y los agujeros 9 actúan como agujeros de refrigeración de aire que adicionalmente estabiliza el chorro y también contrarresta los remolinos de polvo hacia las boquillas 5.The holes 9 are generally aligned about with others around the periphery of ring 6. Those of the holes that do not accommodate a dust injection nozzle 5 contribute to radial communication between the inner sides and outer ring Normally, the exterior comprises air from the atmosphere and holes 9 act as cooling holes of air that additionally stabilizes the jet and also counteracts dust swirls to the nozzles 5.
Preferiblemente, las boquillas (o puertos de polvo) están uniformemente distribuidas (a la misma distancia angular una de otra) alrededor de la periferia interior del elemento de bastidor 6. El número de boquillas 5 puede variar, pero en simulaciones por ordenador se ha demostrado que a menudo se prefieren tres boquillas, resultando en una producción de polvo ventajosa (menos pérdidas de polvo) y unas condiciones de flujo estable.Preferably, the nozzles (or ports of powder) are evenly distributed (at the same distance angular from each other) around the inner periphery of the element of frame 6. The number of nozzles 5 may vary, but in computer simulations have been shown to often be they prefer three nozzles, resulting in a dust production advantageous (less dust losses) and flow conditions stable.
A fin de fijar fácilmente y desmontar de la pieza extrema 1, los medios de inyección de polvo 3, aquí el elemento de bastidor 6, están adaptados para ser montados sobre el extremo de la pieza extrema 1 y fijados en posición por medio de tornillos de fijación 16. También se pueden utilizar como una alternativa otros medios de unión, tales como sujeciones o similares.In order to easily fix and disassemble the extreme piece 1, the powder injection means 3, here the frame element 6, are adapted to be mounted on the end of the end piece 1 and fixed in position by means of fixing screws 16. They can also be used as a alternative other means of attachment, such as fasteners or Similar.
Un dispositivo de pulverización de plasma de acuerdo con invención se representa esquemáticamente en la figura 8. El dispositivo comprende un ánodo 10 que rodea a un cátodo central 11 y que forma una boquilla o paso anular para gases, esta clase de dispositivo es muy conocido en el estado actual de la técnica y no necesita una explicación detallada adicional. Un arco eléctrico o chorro de plasma 12 se genera por medio de control de la diferencia de tensión entre el ánodo 10 y el cátodo 11 y dejando que los gases fluyan a través de la boquilla. El dispositivo adicionalmente comprende medios 3 de acuerdo con la invención para introducir una corriente de partículas de polvo 13 en el chorro de plasma 12. El chorro 10 se dirige hacia un sustrato 15 y transportará las partículas de polvo 13 hacia el sustrato 15 mientras al mismo tiempo funde por lo menos parcialmente dichas partículas 13.A plasma spray device of according to the invention is schematically represented in the figure 8. The device comprises an anode 10 surrounding a cathode central 11 and forming a nozzle or annular passage for gases, this device class is well known in the current state of the technique and does not need an additional detailed explanation. An arch electric or plasma jet 12 is generated by means of control of the voltage difference between anode 10 and cathode 11 and leaving that the gases flow through the nozzle. The device additionally it comprises means 3 according to the invention for introduce a stream of dust particles 13 into the jet of plasma 12. The jet 10 is directed towards a substrate 15 and will transport the dust particles 13 towards the substrate 15 while at the same time melting at least partially said particles 13.
Una ventaja particular de la invención es que se puede utilizar un elemento de bastidor 6 como se ha descrito antes para sustituir la disposición de reborde y boquilla únicos de la técnica anterior en las pistolas de chorro de plasma ampliamente utilizadas disponibles actualmente en el mercado, tal como la pistola F4, sin un trabajo excesivo, resultando en una producción de polvo, rendimiento del chorro de plasma y estabilidad mejorados, así como un menor riesgo de obstrucción del puerto de polvo.A particular advantage of the invention is that it you can use a frame element 6 as described before to replace the unique flange and nozzle arrangement of the prior art in plasma jet guns widely used currently available in the market, such as the F4 gun, without excessive work, resulting in a production of dust, improved plasma jet performance and stability, as well as a lower risk of dust port obstruction.
Hay que considerar que la presentación anterior de la invención ha sido realizada a título de ejemplo y que realizaciones alternativas se harán evidentes a las personas expertas en la técnica. Sin embargo, el ámbito de protección reivindicado se define en las reivindicaciones de la patente apoyadas por la descripción de los dibujos anexos.The previous presentation must be considered of the invention has been carried out by way of example and that alternative embodiments will become apparent to people Experts in the art. However, the scope of protection claimed is defined in the patent claims supported by the description of the attached drawings.
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